Energi-, kostnads- och tidseffektiva materialförsörjningssystem inom produktion

Projekttid: 2009 – 2013

Budget: 22 939 500 kronor

Satsning: Fordonsteknisk forskning och innovation, FFI

Sammanfattning av projektet och dess resultat

Intern materialförsörjnings prestation är av central betydelse för utvecklingen av ett produktionssystem som helhet. Kunskapen om hur interna materialförsörjningssystem bör utformas är begränsad, inte minst i förhållande till de stora förändringar som nu sker i branschen, vilka innefattar ökad användning av principer från Lean produktion. Brist på kunskap utgör ett hinder för utvecklingen av konkurrenskraftiga produktionssystem. Problemet är omfattande och inkluderar energi, kostnads- och tidseffektivitet, samt arbetsmiljö. Projektets mål är att utveckla kunskap för att kunna förstå och utvärdera hur interna materialflöden påverkar effektivitet, flexibilitet ochergonomi i produktionssystem.

Fokus i projektet är de två materialförsörjningsprinciperna ´kittning´ och ´kontinuerlig försörjning´ inom intern materialförsörjning till storskalig montering. När det gäller principen kittning, levereras och exponeras komponenter för montering i försorterade satser, där varje sats innehåller komponenter för ett monteringsobjekt. Vid kontinuerlig försörjning, exponeras ett antal komponenter av varje artikelnummer vid monteringsstationen där de ska monteras, vilket innebär
zzzatt när kontinuerlig tillförsel används vid montering av blandade produktvarianter, där olika
monteringsobjekt kräver olika komponenter, behöver montören vid varje monteringsstation hämta
rätt delar att montera på varje monteringsobjekt.

Forskningen har bedrivits främst i form av fallstudier vid monteringsfabriker inom den svenska fordonsindustrin. Som komplettering till fallstudierna har även två experiment utförts. I flera av studierna har det varit möjligt att studera både kittning och kontinuerlig försörjning i samma miljö, vilket har resulterat i en utmärkt grund för jämförelse av de två materialförsörjningsprinciperna. Separata studier har gjorts av stödsystem för plockarbete. De andra studierna har istället fokuserat på aspekter inom var och en av de två materialförsörjningsprinciperna, vilket möjliggör en förståelse för hur var och en av de två materialförsörjningsprinciperna kan tillämpas och hur detta kan påverka prestanda.

Forskningsresultaten ger en strukturerad och noggrann redogörelse för kittning och kontinuerlig försörjning samt effekterna av att använda dessa principer, beroende på konfiguration och samband med det interna materialförsörjningssystemet. Detta har tidigare saknats. Den strukturerade och noggranna redogörelse som resultaten uppvisar bidrar till en förståelse för fördelarna och nackdelarna med kittning och kontinuerlig försörjning samt tillämpningen av varje materialförsörjningsprincip. Vidare relaterar resultaten valet mellan kittning och kontinuerlig försörjning till utformningen av ett internt materialförsörjningssystem som helhet och föreslår en struktur för en sådan designprocess.

Intern materialförsörjnings prestation är av central betydelse för utvecklingen av ett produktionssystem som helhet. Kunskapen om hur interna materialförsörjningssystem bör utformas är begränsad, inte minst i förhållande till de stora förändringar som nu sker i branschen, vilka innefattar ökad användning av principer från Lean produktion. Brist på kunskap utgör ett hinder för utvecklingen av konkurrenskraftiga produktionssystem. Problemet är omfattande och inkluderar energi, kostnads- och tidseffektivitet, samt arbetsmiljö. Projektets mål är att utveckla kunskap för att kunna förstå och utvärdera hur interna materialflöden påverkar effektivitet, flexibilitet och ergonomi i produktionssystem.

Fokus i projektet är de två materialförsörjningsprinciperna ´kittning´ och ´kontinuerlig försörjning´ inom intern materialförsörjning till storskalig montering. När det gäller principen kittning, levereras och exponeras komponenter för montering i försorterade satser, där varje sats innehåller komponenter för ett monteringsobjekt. Vid kontinuerlig försörjning, exponeras ett antal
komponenter av varje artikelnummer vid monteringsstationen där de ska monteras, vilket innebär att när kontinuerlig tillförsel används vid montering av blandade produktvarianter, där olika monteringsobjekt kräver olika komponenter, behöver montören vid varje monteringsstation hämta rätt delar att montera på varje monteringsobjekt.

Forskningen har bedrivits främst i form av fallstudier vid monteringsfabriker inom den svenska fordonsindustrin. Som komplettering till fallstudierna har även två experiment utförts. I flera av studierna har det varit möjligt att studera både kittning och kontinuerlig försörjning i samma miljö, vilket har resulterat i en utmärkt grund för jämförelse av de två materialförsörjningsprinciperna. Separata studier har gjorts av stödsystem för plockarbete. De andra studierna har istället fokuserat på aspekter inom var och en av de två materialförsörjningsprinciperna, vilket möjliggör en förståelse för hur var och en av de två materialförsörjningsprinciperna kan tillämpas och hur detta kan påverka prestanda.

Forskningsresultaten ger en strukturerad och noggrann redogörelse för kittning och kontinuerlig försörjning samt effekterna av att använda dessa principer, beroende på konfiguration och samband med det interna materialförsörjningssystemet. Detta har tidigare saknats. Den strukturerade och noggranna redogörelse som resultaten uppvisar bidrar till en förståelse för fördelarna och nackdelarna med kittning och kontinuerlig försörjning samt tillämpningen av varje materialförsörjningsprincip. Vidare relaterar resultaten valet mellan kittning och kontinuerlig
försörjning till utformningen av ett internt materialförsörjningssystem som helhet och föreslår en struktur för en sådan designprocess.

Deltagande forskare

Partners

Dela

Liknande projekt

Ultrahöghållfasta stållaminat

Målet är att sänka vikten på fordonskomponenter genom att använda laminatplåt med en kärna som gör att vikten sänks jämfört med att använda en konventionell solid plåt. Projektet har varit specifikt inriktat på att använda en kärna av sintrat metallpulver samt forma plåten med hjälp av presshärdningsprocessen. Provdetaljer har genomgått alla tillverkningssteg enligt plan följt av ett deformationstest. Metodik har tagits fram för att kunna simulera laminat i det genomförda deformationstestet.

2013 – 2016

Den Virtuella Målerifabriken – Simulering av Ugnshärdning

Den Virtuella Målerifabriken - Simulering av Ugnshärdning. Måleriet är ofta en flaskhals i produktion där processerna idag finjusteras genom testning på ett stort antal prototyper. För att kunna möta framtidens behov så behöver produktionsberedningen kraftigt förbättras. Syftet är att utveckla metoder, tekniker, mätmetodologi och mjukvara, för simulering av härdning av färg i IR och konvektionsugnar. Målet är att stödja industrins utveckling och optimering av ytbehandlingsprocesserna så att dessa blir mer energieffektiva; har en kortare ledtid i produktutvecklingen och ger bättre kvalitet.

2016 – 2019

Den Virtuella Målerifabriken – Simulering av Ugnshärdning

FLEXibel bAlansering av komplexa monteringssystem (FLEXA)

Projektet syftar till att utveckla och hypotesprova en helt ny princip för dynamisk planering och beredning av montering, där balanseringen optimeras på en högre systemnivå, t ex ett monteringsavsnitt, snarare än på stationsnivå vilket är det vedertagna angreppssättet idag. Målet med projektet är att öka kunskapen kopplat till balansering samt vilka effekter ett produktionssystem baserat på dynamisk balansering för med sig och hur dessa relaterar till minskade systemförluster, men även vilka krav som ställs på och av människan i systemet.

2012 – 2013

Uthållig produktion av framtida motorkomponenter

Projektet har utgått från utmaningar när det gäller gjutning och realisering av nya gjutjärn med hög hållfasthet och god skärbarhet, vägval avseende bearbetningsstragier samt materialbeteende i skärprocesser när det gäller arbetsmaterialens skärbarhet. Kisellegerat kompaktgrafitjärn har demonstreras som nytt alternativ för framtida motorkomponenter. Ny simuleringsmetodik för att hantera bearbetningsstrategier har introducerats. Generisk kunskap har stärkts när det gäller arbetsmaterialens bearbetbarhet och särskilt när det gäller sammansatta material.

2012 – 2015

Streamlined Modeling and Decision Support for Fact-based Production Development (StreaMod)

Syftet med projektet var att öka produktivitet och robusthet inom tillverkande industri genom utökad användning av faktabaserade simuleringar och optimeringar. Detta har uppnåtts genom att integrera verktyg för hantering och analys av indata (GDM Tool) med simulering och optimering av produktionsflöden (FACTS Analyzer). Tidsåtgången från fråga till faktabaserat svar vid utveckling av produktionsflöden har reducerats till bara några minuter i miljöer där det finns fungerande produktionsnära IT-system.

2013 – 2017

Sinterprodukter med hög statisk lastförmåga

I projektet har vi bekräftat att modifierad anlöpning kan tillämpas för motverka/eliminera relaxation/krypning och att det kan preliminärt kopplas till stabiliteten hos mikrostrukturen hos det anlöpta sinterstålet. Ny metodik för utvärdera sintermaterials potentiella relaxation/kryp har etablerats och ny kunskap har etablerats. Ett potentiellt nästa steg är att se hur andra sinterstål kan optimeras och hur en modell för prediktering av kryp/relaxation hos sinterstål vid måttligt förhöjd temperatur kan utvecklas.

2012 – 2013

Fogning av termoplastkomposit mot metall med ljusbågsvetsning med hög strömtäthet (DENSARC)

Syftet är att testa ett nytt sätt att foga termoplastisk komposit mot metall genom att i en överlappsfog värma den fria metallsidan, med en extra fokuserad TIG ljusbåge som värmekälla, till dess att kompositen precis smälter så att vidhäftning erhålls mot metallen. Metoden ger fördelar som enkelsidighet, inget behov av extra tillsatsmaterial och möjliggör osynliga fogar. Målet är att få en fogningsmetod som är robust, ger hög produktivitet och hög kvalitet samt kostnadsfördelar.

2012 – 2013

PADOK – Study Visit to India 2016

Med den globalisering som skett inom marknaden för tillverkade produkter, kombinerat med megatrender som klimatförändringar och demografiska förändringar, behövs mer kunskap kring hur produktion ser ut i andra regioner. PADOK Study Visit in India 2016 har gett en ökad kunskap inom hur produktion genomförs i Indien, vilka utmaningar tillverkande industri där ställs inför och hur svenska företag intresserade av att investera i produktionsanläggningar i Indien kan agera för att enklare etablera sig.

2016 – 2016

Framväxande digitala teknikers tillämpbarhet som plockstöd inom materialhantering

I materialhanteringsprocesser, såsom kitting och sekvensläggning, vilka används inom fordonsindutrin för att försörja monteringen med ett stort och ökande sortiment av komponentvarianter, är det arbetsplatsnära informationsystemet en central aspekt i utformningen. Givet utvecklingen vad gäller digitalisering, syftar denna konceptprövningsstudie till att utvärdera potentialen för digital teknik att stödja materialhanteringsarbetet inom produktion.

2017 – 2018

Rationell tillverkning av sandwichsturkturer för energieffektiva persontransporter

Omställningen från konventionella till elektriska drivlinor skapar många utmaningar, men öppnar även för nya möjligheter rörande komponentpackning och utformning av bärande strukturer samt nya tillverkningsmetoder för dessa. Projektet syftar till att nyttja möjligheter med sandwichkonstruktion för att sänka vikten och därmed energiförbrukningen för framdrift; minska värmeförluster och därmed energiåtgången för klimathållning; minska tillverkningskostnader med hjälp av nya tillverkningskoncept, rationell sammansättning och ny konstruktionsteknik.

2017 – 2020

Reducering av underhållsrelaterat slöseri

Målet med projektet Reducing maintenance-related waste är att utveckla och testa en generisk metod som ska underlätta för svenska tillverkningsföretag att identifiera, klassificera, kvantifiera samt reducera underhållsrelaterat slöseri inom produktionsprocesser. Målet med metoden är att tillverkningsföretagen skall kunna optimera underhållsaktiviteter och underhållskostnader utifrån extern- och intern underhållseffektivitet med hänsyn tagen till indirekt och direkt underhållskostnad.

2013 – 2016